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Verfahren und Einrichtung zum selbsttätigen Spulenwechseln Die Erfindung
bezieht sich auf ein Verfahren zum selbsttätigen Wechseln von Spulen während des
Aufwickeins von einem Garn, insbesondere einem Spandex-GarnO Ferner betrifft die
Erfindung eine Einrichtung, die zur Ausführung des Verfahrens geeignet isto Eine
solche Einrichtung gehört zu der allgemein unter dem Namen Auto-Doffer bekannten
Art* Die Erfindung ist an sich nicht ausschließlich auf die Verwendung
für
elastische Garne, vorzugsweise Spandex-Garne, beschränkt0 Die folgende Beschreibung
ist jedoch auf die Verwendung für elastische Garne ausgerichtet, da die Erfindung
besonders günstig bei der Herstellung dieser schwierig zu behandelnden Garnsorten
eingesetzt werden kann0 Beim Naß-, Schmelz- und Trocken-Spinnen von elastischen
Garnen ist es bislang üblich, an den Garnwickel- oder Spulnaschinen den Austausch
von vollen Spulen in der Weise vorzunehmen, daß die volle Spule, die vorzugsweise
auf einem Papprohr gewickelt ist, einzeln vom Spulenhalter entfernt und eine neue
auf den Halter gesetzt wird, um den regulären Wickelvorgang weiter zu führend Hierbei
wird das Garn, das fortlaufend zugeführt wird, zum Abnehmen der vollen Spule durchtrennt
und das von der Maschine kommende Ende über eine Rolle gewickelt oder in ein Saugrohr
eingeführt0 Bei diesem bekannten oder ähnlichen Verfahren des Standes der Technik
ergibt sich eine große Menge an Abfallgarn, und es ist deshalb schwierig, die Garnmenge
wie Spulenknäuel zu verringern. Die Kosten der Garnerzeugung und auch der Garnverpackung
werden dadurch ziemlich große Im Vergleich mit anderen Garnsorten ist es aber gerade
für elastische Garne aus technischen Gründen wichtig, die Spulengarnmenge erheblich
zu verringern0 Das bedeutet, daß die Häufigkeit des Spulenwechsels vergrößert werden
muß, obwohl diese Arbeit nach dem Stand der Technik unwirtschaftlich ist und zu
erheblichen Abfalimengen führt.
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Selbst wenn das Wechseln der Spule ausschließlich ruder im wesentlichen
von Hand ausgeführt wird, ergeben sich Schwierigkeiten, und das ergebnis ist häufig
nicht ausreichend, da elastische Garne sehr schwierig zu handhaben sind0 Aus diesen
Gründen ist Handarbeit beim Auswechseln von Spulen äußerst mühsam und wenig leistungsfähig0
Für das Auswechseln von Spulen oder Auto-Doffer-Einrichtungen sind zahlreiche Verbesserungen
vorgeschlagen worden, die jedoch sich nur auf andere Garnsorten und nicht auf elastische
Garne beziehen, Fur elastische Polyurethan-Garne können die Auto-Doffer-Einrichtungen
jedoch wegen der gummielastischen Art dieser neuzeitlichen Garne nicht ohne weiteres
verwendet werden0 delbst wenn versucht wird, übliche Garnschneider zum Abschneiden
des Garnes während des Spulenwechsels zu benutzen, ist es nicht möglich, das Garn
wirklich zuverlässig zu trennen, da diese elastischen Garne äußerst dehnbar und
elastisch sind. Das Einfädeln und Herausziehen dieser elastischen Garne in bzw.
aus einzelnen Querführungsgliedern ist ebenfalls äußerst schwierig aufgrund der
elastischen Dehnung der Garne, Es müssen deshalb als selbsttätige Garnschneider
besonders entwickelte Vorrichtungen sowie Hilfsmittel verwendet werden, um aus den
vorstehend erläuterten Gründen in selbsttätigen Spulenwechseleinrichtungen das Einfangen
des Garnes durch die Spule zu ermöglichen0 Die erfindung bezweckt deshalb ein verbessertes
wirksames
Verfahren zu schaffen, um insbesondere für Spandex-Garne
oder derglo das selbsttätige Wechseln der Spulen zu ermöglichen, und zwar ohne daß
praktisch irgendeine Abfall-Garnmenge entsteht, selbst bei Anwendung für elastische
Garne.
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Eine erfindungsgemäße Einrichtung zur Verwirklichung eines solchen
Verfahrens weist einen Spulenhalter auf, der mit mehreren, radial sich erstreckenden
Armen versehen ist, von denen jeder zur lösbaren Halterung einer Spule dient, wobei
eine axiale Welle des Spulenhalters in einem Paar Lagern abgestützt ist, die ihrerseits
leitfähig durch zwei parallele Stangen gehalten werden, und wobei ferner durch eine
Anpreßvorrichtung der Spulenhalter gegen einen Reibradantrieb gedrückt werden kann.
An dem einen Ende der Spulenhalterwelle ist eine Vorrichtung zur stufenweisen Weiterdrehung
vorgesehen, und das Antriebsreibrad ist betriebsweise mit einem Kopfabschnitt größeren
Durchmessers verbunden und gleichmäßig mit diesem drehbar, wobei der Kopfabschnitt
mechanisch durch einen im Winkel verstellbaren, exzentrischen Wulstring mit der
Antriebsrolle verbunden ist« Weitere Vorzüge und Merkmale der Erfindung ergeben
sich aus den Ansprüchen sowie aus der nachfolgenden Beschreibung und den Zeichnungen,
in denen die Erfindung ausführlich erläutert und dargestellt ist. Es zeigen: Fig
1 eine Seitenansicht der wesentlichen Teile einer erfindungsgemäßen Einrichtung,
Bigo 2 eine vergrößerte schaubildliche Ansicht einer Reibungs-Antriebsrclle, eines
Antriebs und einer
dazugehörigen Steuerung, wobei eine Spule mit
der Antriebsrolle zusammenarbeitet, Fig. 3 eine Draufsicht auf die Maschine nach
Fig, 1s Fig. 4 einen Schnitt durch einen Kupplungsring, über den ein Antrieb von
der Reibungs-Antriebsrolle auf einen damit in Antriebsverbindung stehenden Kopfteil
übertragen wird, Fig. 5 einen im wesentlichen waagerechten Schnitt durch Teile der
Einrichtung nach Fig. 1, Fig. 6 einen Schnitt durch eine Ausführungsform eines exzentrischen
Wulst- oder Buchsenringes, der einteilig mit einem Betätigungsarm ausgebildet ist,
Fig. 7 eine Vorderansicht des in Fig. 6 gezeigten Teiles, Fig. 8 eine Seitenansicht
einer pneumatischen, aus Kolben und Zylinder bestehenden Einheit zur Steuerung des
in den Sigo 6 und 7 dargestellten Exzenterringes, Fig. 9 eine Vorderansicht einer
am Spulenhalter angeordneten Gesperreplatte, Sigo 10 einen Zeitplan für die in der
dargestellten Ausführungsform verwendeten vier pneumatis¢hen Stellvorrichtungen,
Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht eines Teiles der Fig. 5 und Sigo 12 und 13 zwei
schematische Darstellungen zur Erläuterung des Zusammenwirkens von Antriebsreibrolle,
Wulstring und Spule.
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Eine erfindungsgemäße Einrichtung, siehe insbesondere i'igo 1, weist
einen Spulenhalter 1 auf, der mit mehreren, in diesem Falle vier, Armen la, lb,
lc und ld versehen ist, deren Fußenden einteilig mit einer Mittenbuchse oder Nabe
6 ausgeführt sind0 Diese radialen Arme tragen entsprechende Spulen 2,3,4 und 5 an
ihren äußeren Enden in einer noch zu erläuternden, leicht löslichen Weise0 In Sigo
1 ist die Spule 2 in der Lage dargestellt, in der sie in Berührung mit der Antriebsreibrolle
51 steht, die als an sich bekannt rein schematisch gezeichnet ist. Jeder der radialen
Arme la, lb, lc und ld weist im Schnitt bzwo von vorn gesehen, siehe auch Sigo 5,
eine U-Form auf 0 Die Nabe 6 ist praktisch eine Buchse, siehe Sigo 5, die durch
einen Keil l starrr mit einer Welle 8 gekuppelt ist, die drehbar in einem vorderen
und einem hinteren Wälzlager 9 bzw. 10 angeordnet ist0 Der nicht drehbare Teil 9a
der vorderen Lagereinheit 9 ist mittels einer Lagerbuchse 12 auf einer waagerecht
sich erstreckenden Stange 11 eines Rahmens 15 gleitfähig abgestützt0 Der nicht drehbare
Teil lOa der Lagereinheit 10 ist mit Hilfe von Montagebuchsen 18 und 19 auf einem
Paar zueinander paralleler Stangen 13 und 14 des Rahmens 15 gleitfähig angeordnet0
Diese Stangen 13 und 14 sind auch parallel zu der Stange 118 Falls erforderlich,
können die zwei Stangen 13 und 14 auch durch eine einzelne Stange ersetzt werden.
In Fig, 5 sind die einander gegenüberliegend angeordneten Spulen 2 und 4 so dargestellt,
als ob die radialen Arme la, lc in Fig. 1 senkrecht
stehen, Während
des Spulenwechsels muß ein gewisser freier- Raum zwischen der Antriebs-Reibrolle
und einer neuen leeren Spule bleiben, um das sonst mögliche Aufnehmen oder Fangen
des Garnes durch die Rolle zu vermeiden, Ein solches Vorgehen dürfte an sich bekannt
sein, Es ist aber zu beachten, daß zunächst ein Teil des Garnes auf die neue Spule
nach Beginn des Wickelvorganges aufgespult werden muß, bis dieser freie Raum zur
Antriebsrolle gefüllt ist und die Spule den Garnwmckelvorgang mit gewöhnlicher Arbeitsgeschwindigkeit
durch direkten Kontakt mit der Antriebsrolle ausführt0 Die Eigenschaften dieses
Anfangsgarnteiles unterscheiden sich von denen des weiteren Garnabschnittes, der
danach auf die Spule aufgewickelt wird0 Daher muß der Anfangsgarnteil von einer
vollständig gewickelten Spule wieder entfernt werden, um eine gleichmäßige Qualität
der gesamten aufgewickelten Garnmenge zu gewährleisten, unabhängig davon, ob es
sich um äußere oder innere Garnlagen auf der Spule handelt, Das Entfernen dieses
Garnteiles von der vollständig gewickelten Garnpackung führt bislang zu erheblichen
Schwierigkeiten beim G gesamten GarnwickelverfahrenO Die Erfindung bezweckt deshalb
auch, ein neues Veriahren zu schaffen, bei welchem die oben erwähnte Lücke oder
der Zwischenraum zwischen einer neuen Spule und der Antriebsrolle während des Wechselvorganges
praktisch nur momentan auftritt Nach der Erfindung wird dafür gesorgt, daß die Bücke
unmittelbar nach Abschluß des Wechselvorganges verschwindet und die Garnwickelgeschwindigkeit
merklich beschleunigt wird0 Mit dem Verschwinden
der Lücke nimmt
die Spule ihre für den eigentlichen Wickelvorgang vorgesehene Geschwindigkeit wieder
auf 0 Die für diesen Zweck verwendete Einrichtung wird nachstehend anhand von insbesondere
Sigo 2 näher erläutert.
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Die Antriebsreibrolle 51 ist hier weniger schematisch dargestellt.
Die Rolle 51 wird fortlaufend mit einer bestimmten konstanten Drehgeschwindigkeit
angetrieben. Sigo 2 zeigt ferner eine neue Spule 2 und einen vereinfacht dargestellten
Garnfaden 100 der von einer nicht näher dargestellten üblichen Quelle zugeführt
wird. Ein Doppelpfeil 101 deutet die Hin-und Herbewegung einer üblichen Querführung
103 an, die nur vereinfacht in der Nähe der Rolle 51 dargestellt ist, welche einteilig
mit einem vergrößerten Kopfteil oder einer Schulter 52 ausgebildet ist* Ein exzentrischer
Wulst- oder Buchsenring 63 ist vorzugsweise aus Gummi oder'einem weichen Kunststoffmaterial
hergestellt und dient dazu, mit dem vergrößerten Kopfabschnitt 52 der Antriebsrolle
von dessen Innenraum her zusammenzuwirken0 Die neuartige Zusammenarbeit zwischen
diesen zwei Teilen 52 und 63 bildet ein wichtiges Merkmal der Erfindung und wird
noch ausführlich erläutert0 Wenn der Antriebswollenkopf 52 in 3berührung mit einem
Gummiendabschnitt 58 der Spule 2 gebracht wird, wird zwischen dieser und der Antriebsrolle
51 eine solche Berührungsbeziehung hergestellt, daß die Spule an ihrer Oberfläche
mit einer Geschwindigkeit angetrieben wird, die wenigstens 50/o
größer
als die der Antriebsrolle 51 ist, aufgrund eines merklichen Unterschiedes zwischen
den Durchmessern der beiden Teile, Die Drehmitte des vergrößerten Kopfes 52 und
die der eigentlichen Antriebsrolle 51 wird geringfügig exzentrisch gehalten, wie
noch weiter unten ausführlich erläutert wird0 Eine provisorisch befestigte und von
Hand drehbare Buchse 54 weist eine zylindrische Außenfläche auf, auf der der Ring
63 angeordnet ist0 In der in Fig. 5 gezeigten Ausführungsform ist der Kopfabschnitt
52 ein gesonderter Bauteil, der mittels eines Wälzlagers 80 auf der Zylinderfläche
des Ringes 63 angeordnet ist0 Eine Welle 55 ist in der Buchse 54 durch Lagervorrichtungen
drehbar angeordnet, so daß die Welle ein antreibendes Drehmoment auf die Antriebsreibrolle
51 übertragen kann.
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Eine Antriebsvorrichtung 102 für die Welle 55 weist ein Paar miteinander
in Eingriff stehenden Zahnrädern 56a und 56b auf. Das Zahnrad 56b ist mechanisch
mit einem nicht dargestellten Motor, vorzugsweise einem Elektromotor, verbunden
und wird durch diesen angetrieben0 Der Spulenendabsohnitt 58 besteht vorzugsweise
aus Gummi oder einem ähnlichen elastischen Material und e ist ein Zylinder mit verringertem
Durchmesser, der so angeordnet ist, daß er mit dem Außenumfang des Antriebsrollenkopfes
52 zusammenarbeiten kann0 Eine doppelt wirkende Strömungsmittel-Druckzylinderanordnung
59
wird durch Einleitung von Druckluft betätigt, wobei in der Zeichnung
der Sinfachhei falber Einlaß und Auslaß sowie die Zuleitungen nicht mit dargestellt
sind0 Der ebenfalls nicht gezeigte Kolben der Anordnung 59 ist mechanisch mit einer
Kolbenstange 59a verbunden, die an ihrem vorderen Ende an dem freien Ende eines
Betätigungsarmes 60 angelenkt ist, dessen Fußende einteilig mit dem Ring 63 ausgebildet
ist0 Wie in Pig. 2 angedeutet, ist der Arbeitswinkel ~' des Betätigungsarmes 60
vorzugsweise 900, Wenn der Kolben in dem Zylinder seine zurückgezogene Stellung
einnimmt, wird der Arm in der in vollen Linien gezeichneten Lage gehalten0 Wenn
der Kolben die äußerste Stellung einnimmt, ist der Arm in der strichpunktiert gezeichneten
Lage 60'o Die Drehmomentübertragung zum Kopfabschnitt 52 geschieht durch die Antriebsreibrolle
510 Da jedoch der Kopfabschnitt 52 mit Hilfe des Wälzlagers 80 angeordnet und die
Drehachsen der Rolle 51 und des Kopfabschnittes 52 gegenüinanderum eine gewisse
kleine Strecke e versetzt sind, muß die zwischen den Teilen vorgesehene notwendige
Kupplungsvorrichtung eine bestimmte, noch zu erläuternde Ausbildung aufweisend Im
einzelnen hat der Kopfabschnitt 52 eine Anzahl paralleler, konzentrischer und in
Längsrichtung gehender Kupplungsstifte 64, siehe Fig. 4 und So In Fig. 5 ist jedoch
nur einer der Kupplungsstifte 64 dargestellt. Diese Stifte werden in Eingriff mit
einer entsprechenden Anzahl von Aufnahmeeinschnitten 63a gehalten, die in die äußere
Umfangsfläche des Kupplungsringes 63 eingeformt sind, der aus einem elastischen
Kunststoff hergestellt
ist0 Die beiden Teilen 52 und 63 sind dadurch
zur gleichmäßigen Drehung miteinander gekuppelt0 Eine zweite Reihe von Äufnahmeeinschnitten
63b sind in der inneren Umfangs-fläche des Ringes 63 ausgebildet und liegen in dieser
Ausführungsform jeweils zwischen den äußeren Einschnitten 63aO Die Einschnitte 63b
nehmen eine zweite Gruppe konzentrisch angeordneter, in Längsrichtung sich erstreckender
Kupplungsstifte 62 auf, die an der Antriebsreibrolle 51 befestigt sind0 Dadurch
können die beiden Teile 51 und 63 gleichmäßig miteinander sich drehen, Die Drehungsmitte
der ersten Gruppe von Kupplungsstiften 62 liegt bei 62', Xigo 3und 4o Die Drehungsmitte
der zweiten hat Gruppe von Kupplungsstiften 64 liegt bei 64' und/einen Abstand e
von 62'o Der Antrieb 102 weist, siehe Sigo 5, eine Antriebswelle 70 auf, die durch
einen Keil 70a mit dem Zahnrad 56b verbunden ist0 Die Antriebswelle 70 ist drehbar
in einem Paar Wälzlagern 71a, 71b gelagert, die in einem bestimmten festen Abstand
voneinander liegen* hierzu dient eine Buchse 72, welche die beiden Lager hält und
die in einem fassungaartigen Vorsprung 104a des Maschinenrahmens 104 sitzt. Das
äußere Ende der Antriebswelle 70 ist mit einem Antriebsmotor verbunden. Eine größere
äußere Buchse 73 und eine kleinere innere Buchse 74 sind starr miteinander durch
Preßsitz oder ein anderes übliches J3'eiestigungsverfahren gekoppelt und fest in
dem Maschinenrallmen
104 angeordnet, wobei die dazu erforderlichen
Mittel nicht gezeigt sind. Die Welle 55 ist drehbar mittels zweier Lager 75a, 75b,
die in der kleineren bzwO größeren Buchse 74 bzwO 73 sitzen, angeordnet.
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Die Antriebsreibrolle 51 ist an der Welle 55 mittels eines Keiles
76, siehe Fig. 5, so befestigt, daß sie sich mit der Welle als Einheit dreht. Der
Betätigungsarm 60 ist in den Fig. 2, 3 und 5 dargestellt. Fig. 6 und 7 zeigen eine
abgewandelte Form 60, In Fig. 8 ist eine weitere Abwandlungsform des Armes dargestellt,
jedoch mit den Bezugszeichen 60 und 60' versehen.
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Anhand der Fig. 12 und 13 wird das Zusammenwirken zwischen der Antriebsrolle
51 und der Spule 2 beschrieben. Fig. 12 zeigt den normalen Arbeitszustand. Bigo
13 veranschaulicht den Zustand nach Aufsetzen einer neuen leeren Spule In diesen
Fig. wird jedoch angenommen, daß der Arbeitswinkel des Betätigungsarmes 60 oder
60" des Kupplungsgliedes 63, das in diesen Fig. nicht dargestellt ist, 1800 beträgt.
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Dies dient nur zur Erläuterung der Erfindung, da ein derart großer
Winkel in der Praxis nicht realisierbar isto Im normalen Arbeiuszustand dreht der
Kopfabschnitt 52 der Antriebsrolle 51 in der durch einen kleinen Pfeil 105 angezeigten
Richtung. Der Kopfabschnitt 52 dreht mit Hilfe der Lagervorrichtung 80 um den Wulstring
63, der während des normalen Garnwickelvorganges, der in Fig. 12 gezeigt wird, stationär
gehalten wird. Die Mitte i des Ringes 63 ist von
der Mitte c der
Antriebsrolle 51 abgesetzt, Während des normalen Wickelvorgangeswird die Antriebsrolle
51 unter Druck in Rollberührungmit der Spule 2 gehalten0 Das Garn 100 wird auf die
Spule 2 im Übertragungsverfahren aufgewickelt und der Kopfabschnitt 52 wird von
dem Spulengummiende 58 um einen vorbestimmten Zwischenraum V , siehe Fig. 12, getrennt
gehalten. Die Antriebsrolle und die Spule haben gleiche OberflächengeschwindigkeitenO
Wenn die Spule 2 den Zustand erreicht, in dem sie mit einem Teil des Garnes 100voll
gewickelt ist, wird sie aus ihrer Lage fortgeführt und die nächstfolgende Spule
3 wird in diese Stellung gebracht, so daß sie mit der Antriebsrolle zusammenwirken
kann. Sodann muß die Rolle auf eine Geschwindigkeit beschleunigt worden, die merklich
höher als die normale Garnwickelgeschwindigkeit ist, um in wirksamer und zuverlässiger
Weise den jetzt lockeren Teil des Garnes 100 aufzuwickeln0 In diesem Zustand wird
der Wulstring um 1800 gedreht, bezogen auf die hier idealisierten Voraussetzungen,
und zwar um seine versetzt liegende Mitte c o Dadurch wird der Drehungsmittekpunkt
des Kopfabschnittes 52 von i nach i1, siehe Fig.13, verschoben. Auf diese Weise
wird der Kopfabschnitt 52 in Berührung mit dem Spulengummiende 58 gebracht, um die
Spule mit einer merklich erhöhten Geschwindigkeit, bezogen auf die normale Garnwickelgeschwindigkeit,
anzutreiben0 Die Antriebsrolle und die Spule 3 sind während dieser Zeit voneinander
getrennt Beim Betrieb der Einrichtung wird von dem Motor ein Drehmoment
nacheinander
über die folgenden Glieder 70, 56b, 56a, 55, 51, 62, 63 und 64 auf den Kopfabschnitt
52 übertragen.
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Es wird jetzt angenommen, daß eine voll gewickelte Spule, die Spule
2, aus ihrer Lage heraus und eine neue leere Spule, die Spule 3 in die Lage gebracht
worden ist, in der sie mit der Antriebsreibrolle 51 zusammenwirken soll, siehe auch
Pigo 13.
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Dann nimmt der entsprechende, elastische Endabschnitt 58 der neuen
Spule 3 eine geringfügig tiefere Lage als die Antriebsrolle 51 ein, so daß dadurch
ein Zwischenraum X gebildet und eingehalten wird, siehe ^ go 30 Der Kopfabschnitt
52, der einen größeren Durchmesser hat, wird dagegen in Eingriff mit dem Spulenende
58 gehalten, das einen kleineren Durchmesser hat. Auf diese Weise wird die Spule
3 in diesem Betriebszustand mit einer Drehgeschwindigkeit angetrieben, die größer
als die normale ist, wobei die Erhöhung wenigstens 50 beträgt. Dadurch wird das
jetzt lose Ga-rn 100, das durch die waagerecht hin und her sich bewegende Querführung
103 zugeführt wird, durch die neue Spule 3 in einer bestimmten wirksamen Weise aufgenommen.
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Der Kolben des Druckluftzylinders 59 und seine Kolbenstange 59a nehmen
in dieser Phase die zurückgezogene Stellung eine, die in Fig. 2 in voller Linie
und in Fig. 8 strichpunktiert gezeichnet ist. Auf diese Weise wird die sonst zu
befürchtende Garnaufnahme durch die Antriebs-Reibrolle sehr einfach und ohne Verwendung
besonders komplizierter Vorrichtungen verhindert Wenn der locker gewordene Garnteil
des ständig zugeführten Garnes im wesentlichen vollständig aufgewickelt worden ist,
wird
Druckluft in den Zylinder 59 eingespeist. Dadurch wird der Kolben zusammen mit seiner
Stange 59a in die Lage ausgefahren, die in voller Linie in Fig. 8 eingezeichnet
ist.
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Der Arbeitswinkel des Betätigungsarmes 60 beträgt in Fig. 8 etwa 600.
Dieser Winkel kann jedoch je nach dem Ausmaß der Exzentrizität des Ringes 63 einen
kleineren oder größeren Wert haben Wenn die Kolbenstange 69a auf diese Weise in
die Lage gehracht worden ist, die in Fig. 8 in voller Linie gezeichnet ist, wird
der Kopfabschnitt 52 der Rolle 51 in die in Figo 3 strichpunktiert gezeichnete Lage
52' verschoben0 Die bis dahin sich gegenseitig berührenden Teile 58 und 52' sind
dadurch voneinander getrennt, während die Spule 3 und die Rolle 51 in die übliche
Arbeitslage gebracht werden, in der sie sich gegenseitig berühren und zusammenwirken.
Die Spule 3 gelangt damit in den regulären Betriebszustand, bei dem sie mit normaler
Wickelgeschwindigkeit dreht, bis sie den voll aufgewickelten Zustand erreicht hat0
Die Antriebsreibrolle 51 kann gewöhnlich einen Durchmesser haben, der etwa der gleiche
wie der der Spule ist0 Stattdessen kann auch eine Rolle mit einem größeren ilhrchmesser
verwendet werden, der etwa das Dreifache des Spulendurchmessers beträgt, Die Zylinderfläche
der Rolle 51 wird vorzugsweise poliert oder mit einer harten Chromschicht galvanisiert.
Die Antriebswelle 55 ist drehbar mittels der Lager 75b und 75a angeordnet.
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Ein Spanndraht oder Seil 25, siehe Fig. 1, geht vom Spulenhalter
1
waagerecht durch eine starr sm ischinenrahmen 15 befestigte Führung 26 und von dort
senkrecht nach unten, Am äußeren Ende des Seiles 25 ist eine schwere Masse 27 befestigt0
Aufgrund dieser mit Gewicht arbeitenden Spannvorrichtung wird der Spulenhalter 1
ständig einem mechanischen Zug unterworfen, der, bezogen auf Fig. 1, nach rechts
wirkte Die Spule, die während des Spulenwechselvorganges in die Arbeitsstellung
gebracht worden ist, wird so über den Spulenhalter in der richtigen Druckberührung
mit der Antriebsreibrolle gehalten0 Praktische Erfahrungen haben gezeigt, daß während
des Spulenwechselvorganges gelegentlich zwischen dem elastischen Ende 58 einer neuen
Spule und dem Kopfabschnitt 52 bei Verwendung eines solchen Schwerkraft-Drucksystems
schlupf auftreten kann. In solchem Fall kann das Garn 100 eine übermiåßige Lockerung
in dem Garnteil zeigen, der sich zwischen der zurückzuziehenden vollgewickelten
Spule und der neuen erstreckt, wobei diese Erscheinung auftritt, bevor die gewünschte
g schnelle Spulenbeschleunigung auf eine wenigstens 50gas höhere als der normalen
Wickelgeschwindigkeit erreicht ist, wodurch eine Verwirrung des Garnes um die Antriebsrolle
51 herum begünstigt wird.
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Um diese Schwirigkeiten zu vermeiden, müssen die Teile 52 und 58,
die in Arbeitsbeziehung zueinander stehen, gegeneinander mit einem merklichen Druck
gepreßt werden, der gegenüber dem während des normalen Garnwickclvorganges auftretenden
Druck das Zwei- bis Dreifache beträgt, und zwar unmittelbar nach dem für einen Spulenwechselvorgang
erforderlichen Zuührungsschritt,
der durch eine Schrittdrehung
des Spulenhalters 1 ausgeführt wird, so daß dann diese Art von Schlupf unterdrückt
wird.
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Zu diesem Zweck ist eine weitere, mit Strömungsmittel zu betätigende
Kolben- und Zylindereinrichtung 28, die vorzugsweise wieder mit Druckluft betätigt
wird, fest am Maschinenrahmen 15 angeordnet, um mit ihrer Hilfe eine Art von anfänglicher
Druckbeaufschlagung in dem vorerwähnten Sinne auszuführen0 Die Vorrichtung 28 weist
eine bewegliche Kolbenstange 28a auf, die in Bigo 1 in ihrer zurückgezogenen Stellung
gestrichelt dargestellt isto Falls erforderlich, wird die Vorrichtung 28 mit Druckmittel
beaufschlagt, um die Stange 28a nach rechts gegen den Spulenhalter 1 vorzubewegen
und auf diesen einen merklichen seitlichen Druck auszuüben. Jedesmal, wenn die Zuführung
durch schrittweise Drehung des Spulenhalters und damit auch der Garnüberwechselvorgang
vollständig und befriedigend ausgeführt worden ist, wird die Beaufschlagung der
Vorrichtung 28 sofort abgeschaltet, um den Kolben mit seiner Stange 28a zurückzuziehen
und den Spulenhalter aus dem Zustand der Anwendung des seitlichen Druckes freizugeben.
Der Einfachheit halber sind der Einlaß und der Auslaß und die zugehörigen Leitungen
der Vorrichtung 28 nicht mitgezeichnet worden.
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Eine derartige doppelt wirkende Einrichtung ist an sich bekannt.
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Weiter ist eine mit Strömungsmittel betätigte, doppelt wirkende
Kolben-
und Zylindervorrichtung 29 für die schrittweise Dreh zuführung des Spulenhalters
1 vorgesehen, der schwenkfähig auf einer Gleitvorrichtung 10 angeordnet ist, wobei
eine bewegliche Kolbenstange 29a der Vorrichtung 29 an ihrem äußeren Ende gelenkig
mit einem Arm 31a verbunden ist, die von einer Gesperreplatte 31 ausgeht, welche
konzentrisch zum Spulenhalter 1 angeordnet ist, siehe Fig. 9o Die Gesperreplatte
31 ist mit einem zweiten Arm 31b diametral entgegengesetzt zum ersten Arm 31a ausgebildet.
Am äußeren Ende des zweiten Armes ist eine Gesperreklinke 32 schwenkfähig befestigt.
Ein Bremselement 34 ist so angeordnet, daß es mit der Nabe der Platte 31 zusammenwirkt.
Eine Spiralfeder 33 ist so angeordnet, daß sie das Bremselement zur Ausübung eines
Bremsdruckes gegen die Nabe der Platte 31 vorspannt, Die Kolben- und Zylindereinheit
29 ist in Fig. 1 mit eingezogenem Kolben dargestellt. Bei entsprechender Druckzuführung
wird der Kolben mit der Kolbenstange 29a ausgefahren, so daß diese sich in Fig.
1 und 9 nach rechts bzw.' oben bewegt.
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Dadurch stößt die Klinke 32, die in Eingriff mit einem der Einschnitte
31a am Umfang der Platte 31 gehalten wird, die konzentrisch zum Spulenhalter 1 angeordnet
ist, die Platte zwangsweise weiter, so daß eine Schrittdrehung des Spulenhalters
entgegen g dem Uhreigersinn, bei diesem Beispiel um einen Winkel von 900, ausgeführt
wird. Auf diese Weise wird eine neue Spule, hier die Spule 3, in ihre Arbeitsstellung
gebracht, die vorher die vollgewickelte Spule 2 eingenommen hatte, die jetzt an
die Stelle der Spule 5 gelangt und abgenommen werden kann. Die jetzt die in Fig.
i eingezeichnete Lage der Spule 2 einnehmende Spule wird in Druckberührung mit
der
Antriebsrolle 51 gebracht0 Wenn dieser Vorgang abgeschlossen ist, wird die Druckzuführung
zum Zylinder 29 umgekehrt, wodurch die Kolbenstange 29a eingezogen wird0 Obwohl
nicht' dargestellt, sind der Spulenhalter 1 und die Gesperreplatte 31 mechanisch
vereinigt, so daß sie als einheitlicher Bauteil sich gemeinsam und gleichmäßig drehen,
weiter ist ein 43 doppelt wirkender, strömungsmittelbetätigter Arbeitszylinder 36
auf einer nicht dargestellten gleitfähigen Platte angeordnet, die ihrerseits am
Maschinenrahmen15 sitzt.
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Die Einheit 36 weist eine Kolbenstange 36a auf, die mit einem verbreiterten
Kopf 37 ausgebildet ist, der als Stellvorrichtung dient und mit einer der radialen
Ausnehmungen 37a am Umfang der Platte 31 zusammenwirkt. In der praktischen Ausführungsform
ist die Platte 31 eine Doppelplatte, siehe Fig. 90 Wenn der Sinstellkopf 37 vorbewegt
wird, greift er in eine der Ausnehmungen 37a an und 1ragt damit eine Zuführungsstellung
der Platte 31 fest, Wenn dagegen der Stellkopf 37 aus seiner Arbeitsstellung, doho
aus dem Eingriff mit der Ausnehmung 37a zurückge.ogen worden ist, wird die Platte
31 dadurch entriegelt und kann gedreht werden0 Nachfolgend wird die Arbeitsweise
der soweit beschriebenen Maschine im einzelnen erläutert0 Es wird angenommen, daß
das Garn 100 aus einer nicht dargestellten Quelle über die Querführung 103 und die
Antriebsrolle 51 der Spule 2 in konstanter enge zugeführt wird, in der sogenannten
Übertragungsweise, wie insbesondere Fig. 2
deutlich zeigt, und
daß die Spule 2 ihren vollgewickelten Zustand erreicht hat0 Dieser Zustand einer
Spule kann dadurch abgetastet werden, daß nach Ablauf einer-bestirnmten vorher festgelegten
Zeitspanne, zOBo 30 Minuten, gerechnet vom Beginn des Aufspulens des Garnes auf
diese Spule, selbsttätig elektrisch ein Zeitgeber ausgelöst wird. Palls erforderloch,
kann jedoch auch ein Fühler, der zum Abtasten des Garnwickel zustandes einer Spule
geeignet ist, mit einem Mikroschalt er kombiniert werden, dessen Ein- und Ausschaltung
durch den Fühler gesteuert wird.
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Wenn der Zeitgeber anspricht, wird die Zylindereinheit 36 so erregt,
daß der Stellkopf 37 aus seiner Lage zurückgezogen wird. Dadurch wird ein nicht
dargestellter Grenzschalter betätigt, der seinerseits die Betätigung des Zylinders
29 verursacht. Hierzu wird auch auf den in Fig. 10 dargestellten Zeitplan verwiesen.
Wenn der Zylinder 29 dadurch erregt worden ist, wird der Spulenhalter 1 veranlaßt,
entgegen dem Uhrzeigersinn, bezogen auf Fig. 1, einen Drehschritt auszuführen, Dadurch
wird die vollgewickelte Spule 2 an die Stelle der ursprünglichen Spule 5, Fig, 1,
und gleichzeitig eine neue Spule 3 in die vorhergehend von der Spule 2 eingenommene
Stellung gebracht. Während einer vorbestimmten kurzen Zeitspanne, etwa 0,3 sekunden,
siehe auch Fig. 10, wird die neue Spule 3 in ihrem gegenwärtigen Zustand gehalten,
Bevor diese Zeitspanne von 0,3 Sekunden abläuft, wird ein weiterer, nicht dargestellter
Zeitschalter eingeschaltet und der Stellzylinder 36 wird zur Ausführung seines Ausdehnungshubes
betätigt, so daß der Kopf 37 in Eingriff mit einem der
Ausnehmungen
31c vorbewegt wird, um die Platte 31 und den Spulenhalter 1 in ihrer neuen L)rehstellung
zu verriegeln.
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Wach Ablauf der Zeitgrenze von 0,3 Sekunden wird ein weiterer nicht
gezeigter Zeitschalter zum Ansprechen gebracht und der Anfangsdruckzylinder 28 wird
veranlaßt, seinen Vorwärtshub auszuführen, während die Zylinder 29 und 36 veranlaßt
werden, zur Einziehung der betreffenden Kolbenstangen 29a und 36a ihre Einfuhrhube
auszuführen, Damit wird die Klinke 32 aus einer der Ausnehmungen 31c gelöst, Gleichzeitig
wird der Kopf 7 aus dem Eingriff mit einem der Einschnitte 37a zurückgezogen0 Damit
sind die Platte 31 und der Spulenhalter 1 frei, worauf die Berührungsstellung zwischen
der neuen Spule und der Antriebsreibrolle 51 unter, der Wirkung der Gewichtsmasse
27 aufrechterhalten. wird0 Gleichzeitig mit der Einschaltung des Zylinders für den
Anfangsdruck wird die Zylindereinheit 59 zur Betätigung des Exzenterringes beaufschlagt,
Dadurch wird das Gummiende 58 der Spule und der Kopfabschnitt 52 in Berührung miteinander
gebracht und eine kleine Lücke X zwischen der Antriebsrolle und der neuen Spule
hergestellt bzwO aufrechterhaltene Die Spule 3 wird so in einer merklich beschleunigten
Geschwindigkeit gedreht, die wenigstens 50% über der regulären Garnwickelgeschwindigkeit
liegt, In diesem Betriebszustand fährt die zurückbewegte, an der Stelle 5 liegende
Spule mit ihrem Wickelvorgang zur weiteren Aufnahme von Garn 100, jedoch mit allmählich
abnehmender Geschwindigkeit, fort0 Daher wird das Garn, das ständig mit einer vorher
festgelegten konstanten Geschwindigkeit unabhängig von dem Spulenwechselvorgang
zugeführt wird, allmählich locker bei seiner Erstreckung zwischen
der
vorhergehenden vollgewickelten Spule und der neuen Spule, die in ihrer neuen -Garnwlckelstellung
zum Zusammenwirken mit der Antriebsreibrolle gebracht worden ist0 Durch Betätigung
des Anfangsdruckzylinders 28 wird der Spulenhalter 1 einem bezogen auf Figo 1 nach
rechts wirkenden Druck unterworfen0 Daher wird der Berührungsdruck zwischen der
neuen Spule und dem Kopfabschnitt 52 merklich erhöht0 Der gelockerte Garnabschnitt
wird jetzt auf die neue Spule 3 aufgewickelt, die vorübergehend merklich ihre Drehgeschwindigkeit
erhöht hat0 Dadurch wird das Garn zwischen den zwei Spulen 2 und 3 so stark gezogen,
bis es schließlich reißt.
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Unmittelbar nach Eintreten dieses beabsichtigten Garnbruches kehren
der Kolben und die zugehörige Stange der Zylindereinheit 59 in ihre eingefahrene
Stellung zurück, die in Fig, 2 durch die mit voller Linie gezeichnete Lage der Kolbenstange
dargestellt ist0 Dadurch werden das Gummiende der neuen Spule und der Kopfabschnitt
52 voneinander gelöst, während die Antriebsrolle und die neue Spule in gegenseitige
Berührung gebracht werden0 Sodann wird der Anfangsdruckzylinder 28 in die eingefahrene
Stellung gebracht und damit der Garnwickelvorgang in regulärer Weise mit normaler
Wickelgeschwindigkeit begonnen, Aufgrund der vorstehend beschriebenen erfindungsgemäßen
Anordnung und Arbeitsweise kann ein selbsttätiger Wechselvorgang äußerst einfach
bewerkstelligt werden, ohne daß das bisher störende und unwirtschaftliche Abfallgarn
wie bei den üblichen Spulenwechslern entsteht.
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ES wird noch einmal betont, daß die Einschnitte, die zum Zusammenwirken
mit der Klinke 32 vorgesehen sind, und die Ausnehmungen zum Eingriff für den Stellkopf
37 dieselbe Betriebsphase haben müssen, jedoch vorzugsweise voneinander getrennt
sein können, wie in Sigo 9 gezeigt, Bi der vorstehenden Beschreibung entsprach der
Garnverlauf der sogenannten Transfer-ArbeitsweiseO Falls erforderlich kann das Garn
jedoch auch in die Berührungszone eingeführt werden, die zwischen der Spule und
der Antriebsreibrolle besteht, so daß der normale Garnverlauf entsteht0 In diesem
Fall ist jedoch die schrittweise Drehzuführung des Spulenhalters in ihrer Arbeitsrichtung
umzukehren, d.h. bezogen auf Pigo 1 im Uhrzeigersinn auszuführen, Außerdem kann
die Maschine so gebaut werden, daß der Stellkopf 37, der als eine Art Anschlag wirkt,
sich aus dem zugehörigen Einschnitt 37a löst, wenn jeweils eine Spule ihren vollgewickelten
Zustand erreicht hat, Weiter kann es sich empfehlen, irgendwelche schweren mechanischen
Stöße zu vermeiden, die dadurch entstehen könnten, daß der Kopf 37 in eine Ausnehmung
37a eingreift, um irgendeine Drehbewegung der Platte 31 und des Spulenhalters 1
zu unterbrechen und diese beiden letztgenannten Teile in ihrer Lage zu verriegeln0
Zu diesem Zweck sollte vorzugsweise die Bremse 34 unmittelbar vor dem Eintreten
eines solchen Verriegelungsvorg tnges betätigt werden0
Nachfolgend
wird ein praktisches Zahlenb-eispiel zur zusätzlichen Erläuterung des Garnwechselvorganges
gegeben0 Beispiel Eine in üblicher Weise verwendete Spandex-Spinnflüssigkeit mit
einer Viskosität von 2500p wurde im '2rockenspinnverfahren unter Verwendung von
Dimethylformaldehyd zu einem 40-Denier-Garn mit einer S,?inngeschwindigkeit von
500 m/minO versponnen. Im Garnwickelbereich wurde eine erfindungsgemäße Einrichtung
verwendet0 Garnüberwechselvorgänge wurden so ausgeführt, daß die Möglichkeit einer
befriedigenden Garnaufnahme durch eine neue leere Spule, die in die Wickelstellung
gebracht worden war, bestimmt wurde, wobei das Garn von einer vollgewickelten Spule
übertragen wurde0 Die Möglichkeit wurde nach Vollendung von jeweils 1000 Prüfvorgängen
für besonders gewählte Prüfbedingungen bestimmt.
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Die Antriebsreibrolle wurde zusammen mit einem üblichen Pappzylinder
verwendet, der einen Außendurchmesser von 80 mm hatte, Die kleine Lücke wurde auf
0,5 mm zwischen der Antriebsreibrolle und einer neuen Spule eingestellt, die jeweils
bei einem Spulenwechselvorgang in die Arbeitsstellung rückte.
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Die Arbeitsweise jeder der verschiedenen Hauptarbeitsteile der Maschine
wurde so eingestellt, daß der in Fig. 10 entsprechend dargestellte Zeitablauf gegeben
war. Für das Durchmesserverhältnis zwischen dem Kopfteil 52 und dem opulengummiende
583 wurden fünf werte angewendet, nämlich 1,2, 1,3, 1,4, 1,5 und 1,75
und
damit die nachfolgenden ergebnisse erzielt Bei Anwendung dieser fünf verschiedenen
Verhältnisse ergab sich eine 3rhöhung der Wickelgeschwindigkeit während jedes Spulenwechsels
um 20 bzwO 30 bzwO 40 bzwO 50 bzwO 75% gegenüber der normalen Wickelgeschwindigkeit.
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Ergebnisse: Ausmaß der Beschleunigung 20% 30% 40% 50% 50% Prozentsatz
des erfolgreichen Garnüberwechselns 65-70 70-83 85-92 100 100 Fehler wurden jeweils
dadurch verursacht, daß sich Garn an der Antriebsreibrolle fingO Diese Ergebnisse
zeigen, daß erfindungsgemäß ein verbesserter Garnwechselvorgang dadurch erreicht
wird, daß während des Spulenwechsels die Garnwickelgeschwindigkeit um wenigstens
50% im Vergleich zur normalen Geschwindigkeit erhöht wird0 - ANSPRÜCHE -